阿拉善高原土地砾化特征及监测指标

探究阿拉善高原土地砾化地区的地表砾石覆盖度(G_(c)),单位面积地表砾石质量(G_(m)),0~5 cm、5~10 cm土层深度的砾石质量含量[G_(mc)(0~5 cm)、G_(mc)(5~10 cm)]特征及其相关关系,为其砾化土地的监测与评估奠定指标基础。野外采集阿拉善高原土地砾化地区的砾石样品,测定其G_(c)、G_(m)、G_(mc)(0~5 cm)和G_(mc)(5~10 cm)。通过单因素方差分析、邓肯多重比较、一元线性回归和相关性分析,探究阿拉善高原的土地砾化特征。结果表明:(1)阿拉善高原各样地总的G_(c)(G_(m))的平均值为39.49%(3544.04 g·m^(-2))。(2)粒径为4~8 mm和8~16 mm的G_(c)(G_(m))要显著高于其他粒径的G_(c)(G_(m))(P<0.05),且粒径为4~8 mm的G_(c)(G_(m))变异系数最小,最为稳定。(3)阿拉善高原各样地在空间分布格局上呈现出G_(c)和G_(m)由东向西、由南向北逐渐增大的分布规律。(4)不同粒径(总)的G_(m)和G_(c)均呈极显著的一元线性回归关系(P<0.01),G_(m)也可以很好的评价土地砾化程度。并根据G_(c)的砾化程度分级阈值确定了相应的G_(m)的砾化程度分级阈值。(5)除2~4 mm和>32 mm的粒径外,其他粒径的G_(c)、G_(m)与0~5 cm土层内G_(mc)的相关性要明显大于与5~10 cm土层内G_(mc)的相关性,总的G_(c)、G_(m)与0~5 cm土层内G_(mc)的相关性要明显大于与5~10 cm土层内G_(mc)的相关性。(6)确定了砾化土地类型之一的戈壁地表砾石覆盖度阈值为25%。研究结果可为阿拉善高原和其他区域砾化土地的监测和评估奠定指标基础。

阿拉善高原干涸湖床沉积物与华北地区沙尘暴

文章通过内蒙古阿拉善高原古居延泽干涸湖床沉积物、周缘活动沙丘、沙质草原地表土壤及古代弃荒土地的粒度组成分析 ,论述干涸湖床沉积物对沙尘天气的影响。古居延泽湖床沉积粒度分析结果表明 ,干涸湖床的地表湖相沉积物粒径小于 10 μm的颗粒占 6 4 %以上 ,可以在一般风暴条件下在大气中搬运几千公里 ,这意味着西北地区干涸湖床产生的粉尘在风暴作用下可以横扫整个东亚北部地区。中国西北地区冬、春季多西北风造成沙尘暴或扬沙天气 ,西部沙漠、沙地或沙质草场遭遇强风时沙尘被席卷进气流 ,但其中粗砂粒扬起的高度、搬运的距离有限 ,当风力稍稍减弱 ,粗颗粒砂粒沉降 ,而粉尘继续悬浮运移。当强风途径下一个沙区时新的沙尘加入 ,沙尘暴呈“接力方式”继续向东南部移动。

黄土高原-阿拉善高原典型断面表土磁学特征研究

在黄土高原-阿拉善高原区域沿接近降水量最大梯度线方向系统采集了表土(包括沙漠和土壤)样品,详细研究了其环境磁学、粒度和有机质含量等环境替代指标的变化特征。结果表明,整个断面表土中的强磁性矿物主要为磁铁矿和磁赤铁矿,并含有赤铁矿。阿拉善高原表土中磁性矿物颗粒多为多畴(MD),总体含量偏低,磁性矿物中硬磁组分含量较高;黄土高原区表土中磁性颗粒多为准单畴(PSD),总体含量偏高,磁性矿物中软磁组分含量较高。进一步分析发现,在干旱地区,频率磁化率与降水有良好的相关性,而常用的磁化率不能较好地反映降水量变化。本研究指示在干旱地区应用单一磁化率指标解释环境变化需要谨慎。

阿拉善高原频发沙尘暴因素分析

阿拉善高原是几条强冷空气的主要交汇处，冷空气活动频繁，干旱荒漠区风的作用十分强烈，年大风日数西北部多达50～100d，东南部较少，也达15—30d。阿拉善高原上的尘源物质丰富，有流动沙丘79928km^2，半固定沙丘13113km^2粉粒含量在1．18％～2．00％。阿拉善高原有11个干旱湖盆，总面积达10581．3km^2。粉粒平均含量达到63．08％。人类活动对沙尘暴加强作用主要表现在三个方面：不合理用水导致湖泊萎缩，形成干旱湖盆；破坏地表植被及十体结构；采矿业增加工业粉尘。

阿拉善高原近60年的气候变化

阿拉善高原处于季风边缘区,生态环境极其脆弱,对气候干湿变化的响应极为敏感。利用近60a的逐月气温和降水量资料,采用非参数Mann-Kendall和Mann-whitney阶段性转换检验方法,分析了其变化趋势。结果表明,研究区气温在1988年前后发生突变,在该跃点后的1988~2010年的平均气温比1955~1987年要高1℃以上,有明显的增温趋势。而年降水量则无明显的增加趋势,尽管部分站点在1991年前后有微弱的增加迹象,但是区域尺度的降水突变还不存在,气候仍以暖干化为主,暂不能得出气候向暖湿转变的结论。

近40年阿拉善高原大风天气时空分布特征

以196l-2000年阿拉善高原10个气象站气象记录为主要数据源,运用气候统计学方法,对阿拉善高原40年大风天气的时空变化特征及其区域差异,结合地形地貌和大尺度天气系统变化,导致大风天气自然环境进行了分析.分析结果表明：大风天气高值区位于阿拉善高原的西部,从年内分布看,研究区年内大风天气集中于4～7月,占全年大风天气的54.3%,3月和8月次之,占全年的18.0%.从年际变化看,阿拉善大风天气年际变化的共同特点是：20世纪60年代大风天气是逐渐上升的,70年代或80年代达到峰值,90年代逐步下降,90年代为40年来的最小值.阿拉善高原大风天气受全球气候变化、大尺度天气系统及局地地形和下垫面性质的影响,沙尘天气多发期与反厄尔尼诺事件和干冷气候期相对应.

航天飞机雷达对阿拉善高原沙漠及次地表岩石的回波响应

装载在航天飞机哥伦比亚号上的成象雷达1号(SIR-A)于1981年11月进行了成象飞行,三年后的1984年10月航天飞机挑战者号又载变换参数的成象雷达2号(SIR-B)进行了试验。两部雷达均获取了我国内蒙阿拉善高原的图象。这是迄今仅有的中国国土的两批航天雷达图象。它为我们提供了有关沙丘及次地表岩石的新资料。 阿拉善高原是中国最干旱地区之一,包含了全国13个大沙漠中的3个沙漠,大大小小的沙丘极其发育,其中巴丹吉林沙漠拥有世界上最高的沙山,其间亦分布有准平原。

近六年来阿拉善高原沙尘暴特点分析

选取阿拉善高原9个代表站2000～2005年的沙尘暴实测资料,分析了最近6a阿拉善高原沙尘暴过程特点。结果表明:2000～2005年阿拉善高原沙尘暴日数和强度比20世纪90年代有较大幅度增加,全年都有发生沙尘暴的可能,以3、4、5月出现频率最高,分别为18.2%、18.8%、17.6%。6、7、8月份出现频率逐月递减。沙尘暴呈现两个多发区,拐子湖和锡林高勒。在阿拉善高原,拐子湖沙尘暴的持续时间最长,其他台站沙尘暴的持续时间都较低,仅为拐子湖沙尘暴持续时间的1/5～1/8。沙尘暴平均日持续时间可以反映起尘的难易程度,与多年平均降水量之间相关性较好。

阿拉善高原盐湖水化学特征的主成分分析研究

运用数理统计的主成分分析法对阿拉善高原腾格里沙漠地区和巴丹吉林沙漠地区的21个盐湖、八种水化学特征变量进行研究,获得四个可以揭示水化学特征的主成分及相应的数学模型,进一步得出各盐湖在四个新的主成分变量上的得分值,从而解释八种水化学成分变量与盐湖类型之间的相关信息。

阿拉善高原近50年大风天气变化特征分析

利用阿拉善盟阿左旗、阿右旗及额济纳旗气象局三个代表站的大风资料,对阿拉善高原近50年的大风天气变化进行分析。结果表明:阿拉善高原20世纪60年代大风日数偏少,20世纪70年代及20世纪80年代偏多,20世纪90年代到2010年又有所减少。阿拉善高原大风天气一年四季均可出现,以春、夏两季最多,秋、冬季节最少。春、夏季大风日数的多寡对年大风日数的变化趋势起到主导作用。

阿拉善高原实施飞播和封育后植被恢复效果

沙区的生态建设是阿拉善地区当前及今后林业建设的重点。在对历年来飞播和封育成效的实地调查基础上,分析了现有各生活型植被植物数量和总生物量,结果表明:飞播和封育是阿拉善高原沙区迅速增加植被生物量的有效手段。

阿拉善高原荒漠植物生活型组成及其与水热因子的相关性

在群落调查的基础上,对阿拉善荒漠的植物进行了生活型划分,并将各生活型在各样地的盖度分别与地理和水热因子进行相关性分析,运用RDA(redundancy analysis)法分析了群落中各生活型的相对盖度在地理和水热因子梯度上的变化规律,并进一步使用偏RDA(partial RDA)分析统计了水热因子对群落生活型组成差异的解释量.结果表明:按照种数比例统计,阿拉善高原草本植物占优势(59.52%),按照盖度比例统计,木本植物占优势(67.43%);各生活型的盖度均与海拔呈正相关(显著或不显著),与纬度呈负相关,除肉质叶半灌木外,均与经度呈正相关;水热因子方面,各生活型的盖度均与降水因子呈正相关(显著或不显著),与最热季均温呈负相关;沿西北走向,干热程度增加,肉质叶灌木、肉质叶半灌木、退化叶灌木和退化叶常绿灌木这4种生活型在群落中的相对盖度有增大的趋势,其他生活型在群落中的相对盖度逐渐减小,说明这4种生活型对阿拉善高原西北地区干旱和高温的极端气候条件耐受性较其他生活型高;水热因子对不同群落生活型组成差异的解释量为21.430%,其中降水因子单独解释量为9.949%,温度因子为7.223%,二者共同解释量为4.258%.

阿拉善高原干旱灾害分析与防御对策

干旱是阿拉善高原最主要的气象灾害之一。通过对近50年来阿拉善高原干旱灾害的现状和成因进行分析,可知春夏季是干旱灾害的易发时段,西北部是干旱灾害的重点防御区域。根据气候变化预测模型分析出未来阿拉善气候变化趋势是:21世纪的前30年以干旱为主,后30年年降水量将增加30 mm左右。建议按照安全第一、常备不懈、以防为主、全力抢险的工作方针,坚持科学防旱,采取工程措施与非工程措施并重的旱灾防御对策。

末次冰期40ka以来阿拉善高原地区的环境演变与地貌演化

阿拉善高原末次冰期(40ka)以来的环境演变研究是揭示中纬度沙漠的发展变化与物质来源的重要依据,为不同尺度区域乃至全球气候变化间的比较提供依据,进一步揭示气候要素的发展变化。目前已有大量的研究工作及成果见诸文献报道,但缺乏系统性的总结与对比分析,尤其是40ka以来的环境演变过程及其原因。本文通过对中西方已有文献的系统总结和对比研究,从末次冰期、全新世早、中、晚期的古气候变化记录、地貌演化记录及环境变化的原因、可能存在的问题等方面,分析了阿拉善高原地区末次冰期以来的环境演变历史。指出约40ka到末次盛冰期结束时的环境比现在湿润,之后至更新世结束环境普遍干旱,风沙活动增强;但是乌兰布和沙漠的环境演变与区域总体的变化结果不同,即整个末次冰期均表现为干旱的环境;全新世早期和中期环境普遍湿润,湖泊、植被等进一步发育,风沙活动弱,全新世晚期环境干旱,沙漠或进一步扩大。但是,腾格里沙漠全新世早期表现为干旱的环境,并且存在争议最大的是巴丹吉林沙漠全新世中期的干旱事件,这些问题仍需要进一步研究。此外,西风带、东亚季风在不同时期对研究区气候变化的影响不同,关于研究区与全球气候变化的具体关系的研究很少,缺少代表性事件的证据。沙源的研究结果存在不一致性,由于研究方法的局限性和地貌营力作用的复杂性,沙源的定性和量化分析具有一定的难度;沙丘的形态、分布与风的方向、能量具有相互指示性,适当的风能才是沙丘建造的关键;从气候变化的全球尺度分析,沙漠的形成普遍与冰期或者气候寒冷干燥时期相对应。

阿拉善高原荒漠植物资源及其特征

[目的]分析阿拉善高原荒漠区植物的科属组成、生活型和水分生态型、保护植物和资源植物,为高原荒漠植物资源合理开发利用、生物多样保护和生态环境修复等提供依据。[方法]通过植被调查和查阅相关资料分析了阿拉善高原荒漠植物资源的科属组成、生活型、水分生态型和特殊物种。[结果]阿拉善高原荒漠植物共有70科284属727种。从植物生活型来看,以多年生草本最多,其次是一、二年生草本和灌木;从水分生态型来看,中生植物最多,其次是旱生植物和旱中生植物。国家级及自治区级保护植物共有24种,世界自然保护联盟(IUCN)红色名录植物有26种,药用植物210种,饲用植物186种。[结论]在阿拉善高原荒漠区,菊科、藜科、豆科和禾本科植物等为优势科,黄芪属、风毛菊属和蒿属等为优势属;以多年生草本为主,植物旱生化明显,珍稀濒危植物种类较多,资源植物十分丰富。在合理利用植物资源时,需要根据植物资源现存状态及其价值类型等进行管理和保护。

阿拉善高原2种荒漠植物根系构型及生态适应性特征

根系构型决定了植物对资源的吸收方式,根系构型的变化是植物对环境的生态适应和有效生存策略。在阿拉善高原西南缘红砂(Reaumuria soongarica)⁃珍珠猪毛菜(Salsola passerina)混生群落采用传统挖掘法收集两种植物根系,基于量化的根系形态指标,利用几何拓扑学及分形理论分析了根系构型特征,探讨了该地区2种植物对干旱生境的生态适应策略。结果表明:红砂和珍珠猪毛菜根系均以水平分布占优,根系浅层化分布明显,混生的两种植物占据不同的生态位;2种荒漠植物均具有较大的比根长(SRL)和比表面积(SRA),红砂SRL=21.3 cm/g,SRA=7.6 cm2/g,珍珠SRL=22.4 cm/g,SRA=6.5 cm2/g,有利于水分和养分的获取;红砂根系拓扑指数(TI)、修正拓扑参数(qa和qb)分别为0.86、0.52、0.49,珍珠猪毛菜对应参数分别为0.93、0.76、0.73,表明2种植物根系均趋向于鱼尾形分支结构;根系分形维数值(FD红=1.488、FD珍=1.422)较小,而分形丰度值(lgK红=1.855、lgK珍=1.774)较大,表明2种植物分支相对简单,但空间拓展能力强,有利于对营养空间的占有。上述特征可能是阿拉善西南缘红砂⁃珍珠猪毛菜群落2种荒漠植物植物对干旱贫瘠生境的重要生态适应策略。

远源地下水入侵阿拉善高原沙漠:酸溶物Sr同位素证据

选取北方西一东向气候剖面上物质组成相似的4个沙漠（塔克拉玛干、巴丹吉林、腾格里和毛乌素），测定其地表沙酸溶物^87Sr/^86Sr比值（质量之比）及Ca^2＋和Sr^2＋质量比结果表明，Ca^2＋和Sr^2＋质量比相关性极好，在降雨量低的塔克拉玛干沙漠中最高，向东逐渐降低，在降雨量多的毛乌素沙漠中最低降雨量是控制阳离子浓度变化的主导因素酸溶物^87Sr/^86Sr比值在4个沙漠中有不同于阳离子变化的区域特征酸溶物^87Sr/^86 Sr比值在塔克拉玛干沙漠中低于0. 710 0，在巴丹吉林和腾格里沙漠中大于0. 711 2，而在毛乌素沙漠中介于0. 710 0 ～0. 711 2之间塔克拉玛干和毛乌素沙漠地表沙酸溶物^87 Sr/^86 Sr比值仅受气候变化的制约巴丹吉林和腾格里沙漠除了受气候因素影响外还受其它因素的制约，远源地下水对巴丹吉林沙漠的影响为47 %，对腾格里沙漠为44 %，接近气候因素的影响.

阿拉善高原珍珠猪毛菜群落物种多样性及与环境因子的相关性

采用4种多样性指数对阿拉善高原7个珍珠猪毛菜群落进行分析,并结合气候与土壤因子进行相关性分析,探究阿拉善高原不同生境中珍珠猪毛菜群落结构、物种多样性特征及与环境因子之间相互关系。结果表明:阿拉善高原珍珠猪毛菜群落结构单一,共计11科23属27种,主要为藜科、蒺藜科和禾本科植物,植被生活型以灌木和半灌木为主,多年生草本和一年生草本植物相对较少。珍珠猪毛菜群落的物种多样性水平较低,较干旱地区的珍珠猪毛菜群落间相似性指数较高。珍珠猪毛菜群落的密度、盖度、生物量与年降水量、土壤含水量、土壤有机质和全氮含量存在显著或极显著的正相关关系(P<0.05或P<0.01),Shannon-Wiener指数、Margalef丰富度指数与土壤pH值、温度生态因子存在显著或极显著的正相关关系(P<0.05或P<0.01),Pielou均匀度指数与土壤含水量显著负相关(P<0.05)。

1960—2017年阿拉善高原风蚀气候侵蚀力时空演变

根据阿拉善高原8个气象站观测资料,利用联合国粮农组织公式计算风蚀气候因子指数值(C值),分析气候侵蚀力时空演变特征。结果表明:(1)阿拉善高原C值为15.0-160.0,平均为67.7。(2)从空间分布来看,C值由拐子湖分别向东南、西南减小;拐子湖站高达156.1,而阿拉善高原东南部的腾格里沙漠南缘C值为20-30;西南部合黎山一带C值下降至30-35。(3)季节变化明显,春季最大,夏季次之,秋季最小;春季和夏季的C值之和约占全年的62.6%。Mann-Kendall(M-K)检验分析表明,风蚀气候侵蚀力在1990年发生突变。拐子湖站年C值增加趋势显著,其余各站年C值均显著下降。风速是阿拉善高原风蚀气候侵蚀力的决定性气象因子。

阿拉善高原植被覆盖动态监测与驱动因素分析

阿拉善高原作为我国生态环境重度危急区,定期评价植被动态变化对区域生态环境保护和建设、保障北方地区生态安全及维护社会经济可持续发展具有极其重要的作用。利用遥感影像和气象数据,辅以趋势分析、重标极差及偏相关分析等方法,从全区及旗县尺度对2000-2015年阿拉善高原植被覆盖时空变化及其影响因素进行分析研究。从时间变化特征来看,额济纳旗、阿拉善右旗、阿拉善左旗植被覆盖度均呈增加趋势,其中,阿拉善左旗植被覆盖度最高。总体而言,近16a阿拉善高原植被覆盖度呈现改善趋势,但以低植被覆盖区为主,植被覆盖区域占阿拉善高原总面积的24.77%。从空间分布特征来看,阿拉善高原植被覆盖具有明显的空间差异,具有东南部高,西北部低的分布特征。Hurst指数表明阿拉善高原植被覆盖度未来变化趋势为东南部持续改善,西北部严重退化。从驱动因子来看,植被覆盖对降水和潜在蒸散存在时滞效应。此外,阿拉善高原植被覆盖度的增加与当地牲畜数量的下降具有负相关关系。